JP2015525005A - Two-component electrical connector - Google Patents
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Abstract
本発明は、第１のセルの上側および第２の隣接するセルの裏側と接する、第１および第２の電気コネクタセグメントを有する複数の光起電力セルを含む光起電力物品に関する。電気コネクタセグメントを形成するのに使用される材料は、物品の寿命にわたって腐食を極小化し、接触面積を極大化し、接触抵抗を下げるように選択される。【選択図】図１The present invention relates to a photovoltaic article comprising a plurality of photovoltaic cells having first and second electrical connector segments in contact with an upper side of a first cell and a back side of a second adjacent cell. The material used to form the electrical connector segment is selected to minimize corrosion, maximize contact area, and reduce contact resistance over the life of the article. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、一般に、電気コネクタセグメントおよび関連する導電性材料、ならびにセル表面と隣接する層との間の電気接触の改善のために形成された被膜を含む光起電力セルに関する。 The present invention generally relates to a photovoltaic cell that includes an electrical connector segment and associated conductive material and a coating formed to improve electrical contact between the cell surface and an adjacent layer.
第１のセルの前側および隣接するセルの裏側と接する電気コネクタ基板によって直列に光起電力セルが接続されることは一般的である。そのような構成は、一般に、銅カルコゲニド型セル（例えばセレン化銅インジウムガリウム、セレン化銅インジウム、硫化銅インジウムガリウム、硫化銅インジウム、硫化銅インジウムガリウムセレン化など）、非晶性シリコンセル、結晶性シリコンセル、薄膜ＩＩＩ−Ｖ族セル、薄膜ＩＩ−ＶＩ族セル、有機太陽光発電、ナノ粒子太陽光発電、色素増感太陽セル、および同様のものの組み合わせなどの可撓性の光起電力セルと共に使用される。不幸にして、ある種の環境ストレスは、電気コネクタとセル表面の間の電気接触を下げる腐食を引き起こす。しかし、腐食の性質および起源は、セル表面の組成および電気コネクタの組成によって異なる。これは、通常一貫した組成（すなわちＳｎ被覆Ｃｕリボンまたは電気コネクタ）を有する単一の電気コネクタが、１個のセルの上部の接触をその次のセルの底部の接触へ橋架けするために使用されるので特に重要になり得る。そこで、コネクタに特定の材料を選択することによってセルの上側の腐食を防止する試みが、隣接するセルの裏側で腐食作用を引き起こす恐れがある。言いかえれば、全体に沿って１つの一貫した材料で形成された電気コネクタでは、恐らく、一方のセルの上側と隣接するセルの裏側の両方との、腐食がない接続は得られない。 It is common for photovoltaic cells to be connected in series by an electrical connector board that contacts the front side of the first cell and the back side of an adjacent cell. Such a configuration generally includes copper chalcogenide type cells (eg, copper indium gallium selenide, copper indium selenide, copper indium gallium sulfide, copper indium sulfide, copper indium gallium selenide, etc.), amorphous silicon cells, crystals Flexible photovoltaic cells such as photosensitive silicon cells, thin film III-V cells, thin film II-VI cells, organic photovoltaics, nanoparticle photovoltaics, dye-sensitized solar cells, and the like Used with. Unfortunately, certain environmental stresses cause corrosion that reduces the electrical contact between the electrical connector and the cell surface. However, the nature and origin of corrosion depends on the cell surface composition and the electrical connector composition. This is typically used by a single electrical connector with a consistent composition (ie Sn coated Cu ribbon or electrical connector) to bridge the contact at the top of one cell to the contact at the bottom of the next cell Can be particularly important. Thus, attempts to prevent corrosion on the upper side of a cell by selecting a specific material for the connector may cause a corrosive action on the back side of the adjacent cell. In other words, an electrical connector formed entirely of one consistent material probably does not provide a corrosion-free connection to both the top side of one cell and the back side of an adjacent cell.
米国特許第２００５／０２６４１７４号明細書は、高い仕事関数の金属の層および金属化合物の層を含む、安定な中間コネクタを有するＯＬＥＤを記載している。この参考文献は、高い仕事関数の金属層の使用が改善された動作安定性および改善された出力効率を提供することを示している。 US 2005/0264174 describes an OLED having a stable intermediate connector comprising a high work function metal layer and a metal compound layer. This reference shows that the use of a high work function metal layer provides improved operational stability and improved output efficiency.
国際公開第２００９／０９７１６１号パンフレットは、隣接するセルの前面と裏面に電気伝導性接着剤で接着された導電性のタブまたはリボンによって電気的に接合された一連のセルを教示している。この参考文献は、そのリボンまたはタブの熱膨張係数が、基板材料に調和するように選択されることにより、機械的応力が極小化され、接着不良の可能性が減少することを示している。 WO 2009/097161 teaches a series of cells that are electrically joined by conductive tabs or ribbons adhered to the front and back surfaces of adjacent cells with an electrically conductive adhesive. This reference shows that the thermal expansion coefficient of the ribbon or tab is selected to match the substrate material, thereby minimizing mechanical stress and reducing the possibility of poor adhesion.
環境ストレスによる腐食を避けることによって経時的にセル内の電気接触を維持するのを助ける、光起電力セルで使用される電気コネクタに対する必要性が、引き続き存在する。電気コネクタに沿った任意の場所で材料組成が選択され、接するセル表面との改善された接続性のために調整されるようにコネクタに沿って可変の材料組成を含む電気コネクタに対するさらなる必要性がある。第１のセルの上側と接するコネクタの表面が隣接するセルの裏側と接するコネクタの表面の材料と異種である材料で形成されるように形成される電気コネクタに対するさらなる必要性がある。 There continues to be a need for electrical connectors used in photovoltaic cells that help maintain electrical contact within the cell over time by avoiding corrosion due to environmental stress. There is a further need for an electrical connector that includes a variable material composition along the connector such that the material composition can be selected anywhere along the electrical connector and adjusted for improved connectivity with the abutting cell surface. is there. There is a further need for an electrical connector formed such that the surface of the connector that contacts the upper side of the first cell is formed of a material that is different from the material of the connector surface that contacts the back side of the adjacent cell.
本発明は、複数の電気コネクタセグメントを含む電気コネクタであって、各セグメントが隣接するセグメントの材料と異種である少なくとも１つの材料を含む電気コネクタの提供により、前述の必要性を満たす。各電気コネクタセグメントは、好ましくは導電率を高め、電気コネクタセグメントが接続される特定のセル表面に接したとき腐食を極小化する材料を含む。より具体的には、第１の電気コネクタセグメントは、第１の光起電力セルの上側との接続性の改善のために選択された材料で形成された表面を含み、第２の電気コネクタセグメントは、隣接する光起電力セルの裏側との接続性の改善のために選択された材料で形成された表面を含む。さらに、それぞれに選択される材料は、好ましくは異種材料である。改善された接続性は、上側および／または裏側セル表面での低減された腐食反応の結果であり得る。そのような腐食は、光起電力セル装置が経時的に経験する環境ストレス（例えば高温、酸素および／または湿分への曝露）の結果であり、セル内の性能低下を引き起こすように思われる。セルの上側または裏側のいずれかに生じる特定の腐食メカニズムは、電気コネクタセグメント上の材料のみならずセル上の材料間の都合の悪い相互作用の結果であり得る。上側および裏側接触部両方との接続性を改善するために具体的に選択された材料を有する電気コネクタセグメントの提供によって、腐食反応は極小化され、電気接続性は光起電力セル組立体の寿命にわたってセル−電気コネクタセグメントインタフェース間で改善される。 The present invention satisfies the aforementioned needs by providing an electrical connector that includes a plurality of electrical connector segments, each segment including at least one material that is dissimilar to the material of the adjacent segment. Each electrical connector segment preferably includes a material that increases conductivity and minimizes corrosion when in contact with the particular cell surface to which the electrical connector segment is connected. More specifically, the first electrical connector segment includes a surface formed of a material selected for improved connectivity with the upper side of the first photovoltaic cell, and the second electrical connector segment Includes a surface formed of a material selected for improved connectivity with the backside of adjacent photovoltaic cells. Furthermore, the material selected for each is preferably a dissimilar material. Improved connectivity may be the result of a reduced corrosion reaction at the upper and / or back cell surface. Such corrosion is the result of environmental stresses (e.g., exposure to high temperatures, oxygen and / or moisture) that the photovoltaic cell device experiences over time and appears to cause performance degradation within the cell. The particular corrosion mechanism that occurs on either the top or back side of the cell can be the result of inconvenient interactions between the material on the cell as well as the material on the electrical connector segment. By providing an electrical connector segment with materials specifically selected to improve connectivity with both the upper and backside contacts, the corrosion response is minimized and the electrical connectivity is the lifetime of the photovoltaic cell assembly. Over the cell-electrical connector segment interface.
例として、セルの上面と接する電気コネクタセグメントの任意の表面を酸化に抵抗するように調整することができ、一方でセルの底面と接する電気コネクタセグメントの任意の表面を、セルの裏面に存在する腐食性種（例えば、セレン、硫黄、酸素）の存在下で腐食に耐えるように調整することができることは可能であり得る。各電気コネクタセグメントは、１つまたは複数の隣接するセグメントと接続するか、または電気通信することができる。電気コネクタセグメント、セル表面と任意の関連する接着剤層の間の接着および電気接続を改善しようとして、硬度の適切に低い値、高い電気伝導率、または各セグメントが接するセル表面の電極電位と同程度の電極電位を有する各電気コネクタセグメントのために材料を選択することは、追加の利益を提供することができる。 As an example, any surface of the electrical connector segment that contacts the top surface of the cell can be adjusted to resist oxidation while any surface of the electrical connector segment that contacts the bottom surface of the cell is present on the back surface of the cell. It may be possible to adjust to withstand corrosion in the presence of corrosive species (eg, selenium, sulfur, oxygen). Each electrical connector segment can be connected to or in electrical communication with one or more adjacent segments. In an attempt to improve the adhesion and electrical connection between the electrical connector segment, the cell surface and any associated adhesive layer, with an appropriately low value of hardness, high electrical conductivity, or the electrode potential of the cell surface to which each segment contacts. Selecting a material for each electrical connector segment having a degree of electrode potential can provide additional benefits.
したがって、一態様によると、本明細書における教示は、（ｉ）第１の表面および第２の反対面を有する１つまたは複数の光起電力セル；（ｉｉ）第１のセルの前記第１の表面と接し電気通信する部分を有する第１の電気コネクタセグメント；（ｉｉｉ）隣接するセルの前記第２の表面と接し電気通信し、前記第１の電気コネクタと電気通信する部分を有する第２の電気コネクタセグメントを含み；前記隣接するセルの前記第２の表面と接する前記第２の電気コネクタセグメントの前記部分が、前記第１のセルの前記第１の表面と接する前記第１の電気コネクタセグメントの前記部分を含む材料と異種である材料を含む物品を提供する。 Thus, according to one aspect, the teachings herein include: (i) one or more photovoltaic cells having a first surface and a second opposite surface; (ii) the first of the first cells; A first electrical connector segment having a portion in contact with and in electrical communication with the surface of the first cell; (iii) a second electrical connector segment in contact with and in electrical communication with the second surface of an adjacent cell; Said first electrical connector, wherein said portion of said second electrical connector segment that contacts said second surface of said adjacent cell contacts said first surface of said first cell An article comprising a material that is dissimilar to the material comprising the portion of the segment is provided.
好ましくは、本物品は、一連の少なくとも２つのそのような光起電力セルであって、ここで、電気コネクタセグメントの第１のセグメントは、第１の光起電力セルの上側電極（第１の表面）に接し、そのセルの縁を越えて延在し、隣接するセルの裏側電極（第２の表面）に接する第２の電気コネクタセグメントに接続されている。さらに、好ましくは、本物品は、３以上のそのようなセルを有し、そのそれぞれは、１つのセルの裏側電極に接し、また隣接するセルの前側電極にも接する複数の電気コネクタセグメントを有する。第１および第２の電気コネクタセグメントは、１つまたは複数の同種材料を含んでもよいが、セル表面と接する第１の電気コネクタセグメントの材料は、セル表面と接する第２の電気コネクタセグメントの材料と異種になるように配置されてもよい。さらに具体的には、第１および第２の電気コネクタセグメントの材料は、第１の層が第１のセルの表面と接し、第２の層が第２のセルの表面と接する（例えば、異種材料の上下配列）ように階層状に配置されてもよい。第１および第２の電気コネクタセグメントは、第１の電気コネクタセグメントが１種または複数の第１の材料を含み、第２の電気コネクタセグメントが１種または複数の第２の材料を含み（例えば、異種材料の水平配列）、そのように共有の材料を含まぬように形成されてもよい。第１の電気コネクタセグメントは、このように第１の電気コネクタセグメントの唯一の縁に沿って第２の電気コネクタセグメントと直接接して位置してもよい。 Preferably, the article is a series of at least two such photovoltaic cells, wherein the first segment of the electrical connector segment is the upper electrode of the first photovoltaic cell (first Is connected to a second electrical connector segment that extends beyond the edge of the cell and contacts the backside electrode (second surface) of the adjacent cell. Further, preferably, the article has three or more such cells, each of which has a plurality of electrical connector segments that contact the back electrode of one cell and also the front electrode of an adjacent cell. . The first and second electrical connector segments may include one or more similar materials, but the material of the first electrical connector segment that contacts the cell surface is the material of the second electrical connector segment that contacts the cell surface May be arranged to be different from each other. More specifically, the materials of the first and second electrical connector segments are such that the first layer contacts the surface of the first cell and the second layer contacts the surface of the second cell (eg, different types (Upper and lower arrangement of materials). The first and second electrical connector segments include a first electrical connector segment that includes one or more first materials and a second electrical connector segment that includes one or more second materials (eg, , Horizontal arrangements of dissimilar materials), so that they may be formed so as not to contain shared materials. The first electrical connector segment may thus be located in direct contact with the second electrical connector segment along the only edge of the first electrical connector segment.
別の実施形態において、本発明は物品を形成する方法であって、（ｉ）第１の表面および第２の反対面を有する１つまたは複数の光起電力セルを第１の電気コネクタセグメントと接触させ、ここで第１の電気コネクタセグメントの一部が１つまたは複数のセルの第１の表面と接し電気通信する工程；（ｉｉ）第２の電気コネクタセグメントの一部が１つまたは複数のセルの第２の表面と電気通信するように１つまたは複数のセルの第２の表面を第２の電気コネクタセグメントと接触させる工程を含み；ここで、１つまたは複数のセルの第１の表面と接する第１の電気コネクタセグメントの部分が、１つまたは複数のセルの第２の表面と接する第２の電気コネクタセグメントの部分と異種の材料を含む方法に関する。 In another embodiment, the present invention is a method of forming an article comprising: (i) one or more photovoltaic cells having a first surface and a second opposing surface with a first electrical connector segment. Contacting, wherein a portion of the first electrical connector segment is in contact with and in electrical communication with the first surface of the one or more cells; (ii) the portion of the second electrical connector segment is one or more. Contacting the second surface of the one or more cells with the second electrical connector segment so as to be in electrical communication with the second surface of the second cell; wherein the first of the one or more cells The portion of the first electrical connector segment that contacts the surface of the second electrical connector segment includes a material that is dissimilar to the portion of the second electrical connector segment that contacts the second surface of the one or more cells.
本教示は、光起電力セルの上側と裏側両方の腐食を極小化するために形成される電気コネクタの提供により前述の必要性を満たす。電気コネクタは、セルと接する第１のセグメントの表面の材料が、セルと接する第２のセグメントの表面の材料と異種である第１および第２の電気コネクタセグメントの提供によりその必要性を満たす。環境ストレスに曝露された場合、本明細書における教示の利点は、光起電力セルの安定性に反映されている。異種の冶金学を有する、電気接続セグメントを形成するための材料の選択によって、結果的にセル表面上の腐食作用に対する耐性が改善され、セルの改善された機能を、とりわけ長期間にわたってもたらす。 The present teachings meet the aforementioned need by providing an electrical connector that is formed to minimize both top and back side erosion of the photovoltaic cell. The electrical connector meets that need by providing first and second electrical connector segments where the material of the surface of the first segment that contacts the cell is different from the material of the surface of the second segment that contacts the cell. When exposed to environmental stress, the benefits of the teachings herein are reflected in the stability of the photovoltaic cell. The selection of materials for forming electrical connection segments with different metallurgy results in improved resistance to corrosive action on the cell surface, resulting in an improved function of the cell, especially over a long period of time.
本教示は、複数の電気コネクタセグメントを含む電気コネクタであって、各セグメントが隣接するセグメントの材料と異種である少なくとも１種の材料を含む電気コネクタに関する。各電気コネクタセグメントは、好ましくは導電率を高め、光起電力セル表面での腐食を極小化する材料を含む。本出願は、２０１２年８月１５日に出願された米国特許仮出願第６１／６８３，４５９号からの優先権主張であり、これは参照によってその全体があらゆる目的のために本明細書に組み込まれる。 The present teachings relate to an electrical connector that includes a plurality of electrical connector segments, each segment including at least one material that is dissimilar to the material of the adjacent segment. Each electrical connector segment preferably includes a material that increases conductivity and minimizes corrosion at the photovoltaic cell surface. This application is a priority claim from US Provisional Application No. 61 / 683,459 filed Aug. 15, 2012, which is incorporated herein by reference in its entirety for all purposes. It is.
本発明において使用される光起電力セルは当業界において使用される任意の光起電力セルであってもよい。そのようなセルの例には、結晶性シリコン、非晶性シリコン、ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ、色素増感太陽セル（いわゆるグレッツェルセル）、有機／高分子太陽セル、または光電効果によって日光を電気に転換する任意の他の材料が含まれる。ただし、光活性層は、好ましくは、ＩＢ−ＩＩＩＡ族のセレン化物、ＩＢ−ＩＩＩＡ族の硫化物、またはＩＢ−ＩＩＩＡ族の硫セレン化物などの、ＩＢ−ＩＩＩＡ族のカルコゲニドの層である。より具体的な例としては、セレン化銅インジウム、セレン化銅インジウムガリウム、セレン化銅ガリウム、硫化銅インジウム、硫化銅インジウムガリウム、セレン化銅ガリウム、硫セレン化銅インジウム、硫セレン化銅ガリウム、および硫セレン化銅インジウムガリウム（これらは全て本明細書においてＣＩＧＳＳと称される）が含まれる。これらはまた、式ＣｕＩｎ（１−ｘ）ＧａｘＳｅ（２−ｙ）Ｓｙによっても表され、式中、ｘは０〜１であり、ｙは０〜２である。セレン化銅インジウムおよびセレン化銅インジウムガリウムが好ましい。ＣＩＧＳＳセルは、通常、当分野においてＣＩＧＳＳ系セルに有用と知られる、エミッタ（バッファ）層、導電層（例えば上側に使用される透明導電層）などのうちの１つまたは複数のものなどの追加の電気活性層も企図される。本明細書において論じられるセルは、屋根板構造または積層物を形成するのに使用されてもよい。 The photovoltaic cell used in the present invention may be any photovoltaic cell used in the industry. Examples of such cells include crystalline silicon, amorphous silicon, CdTe, GaAs, dye-sensitized solar cells (so-called Gretzel cells), organic / polymer solar cells, or the conversion of sunlight into electricity by the photoelectric effect. Any other material is included. However, the photoactive layer is preferably a layer of a group IB-IIIA chalcogenide, such as a group IB-IIIA selenide, a group IB-IIIA sulfide, or a group IB-IIIA sulfate selenide. More specific examples include copper indium selenide, copper indium gallium selenide, copper gallium selenide, copper indium sulfide, copper indium gallium sulfide, copper gallium selenide, copper indium selenide, copper gallium selenide, And copper indium gallium selenide (these are all referred to herein as CIGSS). These are also represented by the formula CuIn (1-x) GaxSe (2-y) Sy, where x is 0-1 and y is 0-2. Copper indium selenide and copper indium gallium selenide are preferred. A CIGSS cell is typically added to one or more of an emitter (buffer) layer, a conductive layer (eg, a transparent conductive layer used on top), etc., known in the art to be useful for CIGSS-based cells. Other electroactive layers are also contemplated. The cells discussed herein may be used to form a roofing board structure or laminate.
光起電力セルはそれぞれ、図１−５に描かれるような第２のセルの基板１６を含む裏側電極（１つまたは複数のセルの第２の表面）を含む。通常、裏側電極に組み合わせる基板は、金属の箔または膜を含むか、または、非導電性または導電性基板上のそのような箔、膜または金属ペーストまたは被膜である。適切な材料は、ステンレス鋼、アルミニウム、チタンまたはモリブデンの金属箔または膜を含むがこれらに限定されない。好ましくは、基板を含む電極構造は可撓性である。基板は、基板の片側または両側を任意選択の裏側電気接触領域で被覆することができる。そのような領域は、Ｃｕ、Ｍｏ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｗ、これらの組み合わせなどのうちの１つまたは複数を含む広範囲の電気伝導性材料から形成されてもよい。Ｍｏを組み込んだ導電性組成物は、例証となる実施形態において使用することができる。特に光活性層がＩＢ−ＩＩＩＡ族カルコゲニドである場合、微量以上のカルコゲン含有物質が裏側電極表面に見つかることがある。これらのカルコゲン物質は光活性層の形成プロセスから残ることがある。これらの材料は腐食する傾向を持つので、腐食を防止するのを支援するだけでなく、電気コネクタとセル表面の間の電気接触を高める電気コネクタセグメント（図１−５に描く２２、２４）としての材料を選択することが望ましい。この結合強度の改善によって、追加の接着剤（ＥＣＡ、ＰＣＡおよび他の接着剤）に対する必要性を全てなくすことができる。
Each photovoltaic cell includes a back electrode (second surface of one or more cells) that includes a
各セルはまた、前面電極を含み、図１−５に示す上部接触層１８を含む上側電気収集システムを有する。上部接触層は、光活性領域から光発生した電子を収集する役目をする。上側電気接触または上部接触層（ＴＣＬとも称される）は、光起電力装置の光入射面上に光活性領域を覆って形成される。ＴＣＬは、少なくとも約１０ｎｍ、または少なくとも約１００ｎｍもの厚さを有する。ＴＣＬの厚さは約１５００ｎｍ以下、好ましくは約６００ｎｍ以下である。ＴＣＬは、電磁放射の適合範囲に対し透明性を有する非常に薄い金属膜であってもよく、または、一般に、透明導電性酸化物（ＴＣＯ）である。電子の効果的な収集を可能にする任意のＴＣＯを含む種々様々な透明導電酸化物（ＴＣＯ）またはこれらの組み合わせを使用し、本明細書に記載する電気コネクタセグメントとの電気接触を形成することができる。例としては、フッ素ドープした酸化スズ、酸化スズ、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、アルミニウムドープした酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムドープした酸化亜鉛、酸化亜鉛、これらの組み合わせなどが含まれる。例証となる一実施形態において、ＴＣＯ領域は酸化インジウムスズである。ＴＣＯ層は、好都合には、スパッタリングまたは他の適切な堆積技法によって形成される。したがって、上部接触層と接する電気コネクタセグメントは、各セルの上面で接してもよいＴＣＯまたは任意の他の材料との電気伝導率を改善するために選択された材料で形成される。
Each cell also has an upper electricity collection system that includes a front electrode and includes an
特定の例として、裏側電極は、上記の形成プロセスの結果、セレン化物、硫化物またはテルル化物含量を有する基板を含んでもよい。所望の電気接触を達成するために、セル表面のセレン化物、硫化物またはテルル化物への結合のための特定の冶金学を有する、本教示による電気コネクタセグメント（例えば、第２の電気コネクタセグメント）を利用することができる。そのような電気コネクタ材料および／または被膜は、スズ、銅、銀、金、白金、アルミニウム、モリブデン、亜鉛、アンチモン、ニオブ、クロム、ニッケル、インジウム、鉛、鉄、鋼鉄、ステンレス鋼、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＳｎＯ２、ドープしたＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＡＺＯ、ドープしたＺｎＯ、グラフェン、導電性有機高分子、導電性低分子またはその任意の組み合わせを含んでよいがこれらに限定されない。より具体的には、第２の電気コネクタセグメントについての好ましい材料は、スズ、銅、銀、金、ニオブ、モリブデンまたはその組み合わせを含む。好ましくは、裏側基板を形成する材料に調和する、または相対的に不活性である、裏側基板と接する電気コネクタセグメントの表面を形成するための材料が選択されてもよい。１つの特定の例において、裏側基板はセレン層を含んでもよく、電気コネクタセグメントは、ＳｎＳｅ接触が形成されるようにＳｎを含んでもよくＳｎで被覆されてもよい。したがって裏側基板と接する電気コネクタセグメントは、裏側電極を形成する基板との電気伝導率を改善するために選択された材料で形成される。 As a specific example, the backside electrode may include a substrate having a selenide, sulfide, or telluride content as a result of the formation process described above. An electrical connector segment (eg, a second electrical connector segment) according to the present teachings having specific metallurgy for bonding to the cell surface selenide, sulfide or telluride to achieve the desired electrical contact Can be used. Such electrical connector materials and / or coatings are tin, copper, silver, gold, platinum, aluminum, molybdenum, zinc, antimony, niobium, chromium, nickel, indium, lead, iron, steel, stainless steel, TiN, TaN , SnO 2 , doped SnO 2 , ITO, AZO, doped ZnO, graphene, conductive organic polymer, conductive small molecule, or any combination thereof, but is not limited thereto. More specifically, preferred materials for the second electrical connector segment include tin, copper, silver, gold, niobium, molybdenum or combinations thereof. Preferably, a material may be selected for forming the surface of the electrical connector segment that contacts the backside substrate that matches or is relatively inert to the material forming the backside substrate. In one particular example, the back substrate may include a selenium layer, and the electrical connector segment may include Sn and may be coated with Sn so that a SnSe contact is formed. Thus, the electrical connector segment that contacts the back substrate is formed of a material selected to improve electrical conductivity with the substrate forming the back electrode.
追加の例として、上部接触層は、本明細書に記載される形成プロセスの結果としての透明導電酸化物を含んでもよい。所望の電気接触を達成するために、上部接触層への結合のための特定の冶金学を有する、本教示による電気コネクタセグメント（例えば、第１の電気コネクタセグメント）を利用することができる。そのような電気コネクタ材料および／または被膜は、スズ、銅、銀、金、白金、アルミニウム、モリブデン、亜鉛、アンチモン、ニオブ、クロム、ニッケル、インジウム、鉛、鉄、鋼鉄、ステンレス鋼、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＳｎＯ２、ドープしたＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＡＺＯ、ドープしたＺｎＯ、グラフェン、導電性有機高分子、導電性低分子またはその任意の組み合わせを含んでよいがこれらに限定されない。より具体的には、第１の電気コネクタセグメントについての好ましい材料は、スズ、銀、インジウムまたはその組み合わせを含む。好ましくは、上部接触層と接する電気コネクタセグメントの表面を形成するための材料は、比較的軟質の材料である。 As an additional example, the top contact layer may include a transparent conductive oxide as a result of the formation process described herein. To achieve the desired electrical contact, an electrical connector segment (eg, a first electrical connector segment) according to the present teachings having specific metallurgy for bonding to the upper contact layer can be utilized. Such electrical connector materials and / or coatings are tin, copper, silver, gold, platinum, aluminum, molybdenum, zinc, antimony, niobium, chromium, nickel, indium, lead, iron, steel, stainless steel, TiN, TaN , SnO 2 , doped SnO 2 , ITO, AZO, doped ZnO, graphene, conductive organic polymer, conductive small molecule, or any combination thereof, but is not limited thereto. More specifically, preferred materials for the first electrical connector segment include tin, silver, indium or combinations thereof. Preferably, the material for forming the surface of the electrical connector segment that contacts the upper contact layer is a relatively soft material.
電気コネクタは、第１の電気コネクタセグメントがセルの上面の縁を越えて延在し、隣接するセルの裏面の縁を越えて延在する第２の電気コネクタセグメントと接するように複数の電気コネクタセグメントを含み、それにより電気コネクタを形成することができる。より好ましくは、図１〜５に示すように、電気コネクタは、２つの隣接するセル間の相互接続要素を形成する。相互接続する電気コネクタ（各電気コネクタセグメント）は、実質的に固形の材料または空隙を含む材料を含んでもよい。空隙を含む材料は、メッシュ構造の形態などであってもよい。メッシュ構造（電気コネクタセグメントに対応する複数のメッシュセグメントを含んでもよい）は、１つまたは複数のメッシュセグメント上に被膜を受けることができ、１つまたは複数のメッシュセグメントは、実質的に被膜がなくてもよい。好ましい一実施形態において、メッシュは銅メッシュであっても、スズで被覆されていてもよい。メッシュは銅メッシュであっても、電気伝導性接着剤で被覆されていてもよい。 The electrical connector includes a plurality of electrical connectors such that the first electrical connector segment extends beyond the top edge of the cell and contacts the second electrical connector segment extending beyond the back edge of the adjacent cell. A segment can be included thereby forming an electrical connector. More preferably, as shown in FIGS. 1-5, the electrical connector forms an interconnection element between two adjacent cells. The interconnecting electrical connectors (each electrical connector segment) may include a substantially solid material or a material that includes voids. The material including voids may be in the form of a mesh structure. The mesh structure (which may include multiple mesh segments corresponding to electrical connector segments) can receive a coating on one or more mesh segments, and the one or more mesh segments can be substantially coated. It does not have to be. In a preferred embodiment, the mesh may be a copper mesh or may be coated with tin. The mesh may be a copper mesh or covered with an electrically conductive adhesive.
本明細書において教示されるように、１つまたは複数の第１および第２の電気コネクタセグメントは、被覆材料で形成されてもよい。したがって、任意の被覆電気コネクタセグメントは、被膜が位置するコア材料も含む。材料の被膜は、コア材料の一部にのみ位置してもよいし、または実質的にコア材料全体を覆ってもよい。被覆材料および組み合わせるコア材料のための構成を示す例を図３−５に示す。図３−５に示し本明細書において論じたように、被覆材料は、第１のセルの上側接触と接する被覆材料が、隣接する第２のセルの裏側基板と接する被膜と異種になるように選択することができる。代替として、第１および第２の電気コネクタセグメントの一方のみが材料の被膜を含んでよいが、他方のセグメントは被膜が実質的にない。上述のように、被膜は、接着剤を含んでもよく、これは電気伝導性接着剤であってもよい。被膜のために選択される材料は、スズ、銅、銀、金、白金、アルミニウム、モリブデン、亜鉛、アンチモン、ニオブ、クロム、ニッケル、インジウム、ビスマス、鉛、鉄、鋼鉄、ステンレス鋼、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＳｎＯ２、ドープしたＳｎＯ２、ＩＴＯ、ＡＺＯ、ドープしたＺｎＯ、グラフェン、導電性有機高分子、導電性低分子またはその任意の組み合わせを含んでよいがこれらに限定されない。第１の電気コネクタセグメントおよび第２の電気コネクタセグメントの一方または両方は、モリブデン、スズ、銀、ビスマスおよびその組み合わせから選択された被膜で形成される。 As taught herein, the one or more first and second electrical connector segments may be formed of a coating material. Thus, any coated electrical connector segment also includes a core material in which the coating is located. The coating of material may be located on only a portion of the core material or may cover substantially the entire core material. Examples showing configurations for the coating material and the core material to be combined are shown in FIGS. 3-5. As shown in FIGS. 3-5 and discussed herein, the coating material is such that the coating material in contact with the upper contact of the first cell is different from the coating in contact with the back substrate of the adjacent second cell. You can choose. Alternatively, only one of the first and second electrical connector segments may include a coating of material, while the other segment is substantially free of coating. As mentioned above, the coating may include an adhesive, which may be an electrically conductive adhesive. The materials selected for the coating are tin, copper, silver, gold, platinum, aluminum, molybdenum, zinc, antimony, niobium, chromium, nickel, indium, bismuth, lead, iron, steel, stainless steel, TiN, TaN , SnO 2 , doped SnO 2 , ITO, AZO, doped ZnO, graphene, conductive organic polymer, conductive small molecule, or any combination thereof, but is not limited thereto. One or both of the first electrical connector segment and the second electrical connector segment is formed of a coating selected from molybdenum, tin, silver, bismuth and combinations thereof.
コア材料を含む材料は、好ましくは高度に導電性であり、被膜のために選択された材料と調和するように選択される。そのような材料は、銅、銀、黄銅、金またはその組み合わせを含んでよいがこれらに限定されない。スズ、鉄などを含有する合金を含むがこれらに限定されない、これらの材料の導電性合金も同様に使用されてもよい。 The material comprising the core material is preferably highly conductive and is selected to match the material selected for the coating. Such materials may include but are not limited to copper, silver, brass, gold or combinations thereof. Conductive alloys of these materials may be used as well, including but not limited to alloys containing tin, iron, and the like.
第１の電気コネクタセグメントおよび第２の電気コネクタセグメントの一方または両方の少なくとも一部は、１つまたは複数のセルの第１の表面、第２の表面またはその両方に物理的に近接して位置する高分子絶縁材を含んでもよい。第１の電気コネクタセグメントおよび第２の電気コネクタセグメントの一方または両方が、２００℃未満の温度で電気接触を形成する被膜を用いて形成されてもよい。 At least a portion of one or both of the first electrical connector segment and the second electrical connector segment is located in physical proximity to the first surface, the second surface, or both of the one or more cells. It may contain a polymer insulating material. One or both of the first electrical connector segment and the second electrical connector segment may be formed using a coating that forms electrical contact at a temperature below 200 ° C.
各電気コネクタセグメントを形成するための材料は、好ましくはオーム接触の形成のために選択することができ、この場合、２つの材料間の仕事関数の差は、最も好ましくは電気コネクタセグメントの表面とセル表面の間で約０．５ｅＶ未満である。しかし、ある構成において、この材料は整流接触の形成のために選択されてもよく、この場合、２つの材料間の仕事関数の差は、電気コネクタセグメントの表面とセル表面の間で約０．５ｅＶ以上である。そのような整流接触は、例えば金属−ショットキーまたは金属−絶縁体−半導体（ＭＩＳ）接触などとして知られる。より具体的には、整流接触において選択された材料は、結果としてドープした接触領域をもたらし、１つまたは複数の被膜の電気コネクタセグメントへの追加を必要とし得る。接触の性質は、選択される電気コネクタセグメント材料としての仕事関数値の相対的な類似性の直接的結果であり得る。 The material for forming each electrical connector segment can preferably be selected for the formation of ohmic contacts, in which case the work function difference between the two materials is most preferably the surface of the electrical connector segment. Less than about 0.5 eV between cell surfaces. However, in some configurations, this material may be selected for the formation of a rectifying contact, in which case the work function difference between the two materials is about 0. 0 between the surface of the electrical connector segment and the cell surface. 5 eV or more. Such rectifying contacts are known, for example, as metal-Schottky or metal-insulator-semiconductor (MIS) contacts. More specifically, the material selected in the rectifying contact results in a doped contact region that may require the addition of one or more coatings to the electrical connector segment. The nature of the contact can be a direct result of the relative similarity of work function values as the electrical connector segment material selected.
電気コネクタセグメントとセル表面の間に形成された電気接触が追加の接着剤を必要としないような場合があるなら、電気伝導性接着剤（ＥＣＡ）、感圧接着剤（ＰＳＡ）または他の接着剤などのさらなる接着剤（電気コネクタセグメントの形成のために使用されるもの以外の）を含んでも含まなくてもよい。しかし、第１および／または第２の電気コネクタセグメントを形成するための１つまたは複数の被膜は、電気伝導性接着剤を含んでもよい。含まれる任意の接着剤は、セル内の１つまたは複数の層間（例えば、裏側基板または上部接触層を形成するための１つまたは複数の基板間）に位置してもよい。そのような接着剤は、裏側電極または上部接触層を形成するための基板と、第１または第２の電気コネクタセグメントの間に位置してもよい。そのようなＥＣＡは、多くの場合、その中に分散した電気伝導性粒子を含む熱硬化性高分子マトリックスを含む組成である。そのような熱硬化性ポリマーは、エポキシ、シアン酸エステル、マレイミド、フェノール、無水物、ビニル、アリルもしくはアミノ官能基またはその組み合わせを含む熱硬化性材料を含むがこれらに限定されない。導電性フィラー粒子は、銀、金、銅、ニッケル、カーボンナノチューブ、グラファイト、スズ、スズ合金、ビスマスまたはその組み合わせなどの導電電流の十分にできる任意の粒子であってもよい。 If the electrical contact made between the electrical connector segment and the cell surface may not require additional adhesive, an electrically conductive adhesive (ECA), pressure sensitive adhesive (PSA) or other adhesive Additional adhesives such as agents (other than those used for forming electrical connector segments) may or may not be included. However, the one or more coatings for forming the first and / or second electrical connector segments may include an electrically conductive adhesive. Any adhesive included may be located between one or more layers within the cell (eg, between one or more substrates to form a backside substrate or top contact layer). Such an adhesive may be located between the substrate for forming the backside electrode or top contact layer and the first or second electrical connector segment. Such ECAs are often compositions that include a thermoset polymeric matrix that includes electrically conductive particles dispersed therein. Such thermosetting polymers include, but are not limited to, thermosetting materials including epoxy, cyanate ester, maleimide, phenol, anhydride, vinyl, allyl or amino functional groups or combinations thereof. The conductive filler particles may be any particles capable of sufficient conductive current, such as silver, gold, copper, nickel, carbon nanotubes, graphite, tin, tin alloys, bismuth or combinations thereof.
本明細書において論じたように、セルの上部接触層と接する電気コネクタの表面（第１の電気コネクタセグメント）が、セルの裏側基板と接する電気コネクタの表面（第２の電気コネクタセグメント）とは異なる組成を有するように電気コネクタセグメントが形成され適用される場合、湿気のある加熱、乾燥した加熱または熱サイクルなどの環境ストレス下でのセルまたはモジュールの性能は増強される。好ましくは、第１および第２の電気コネクタセグメントのそれぞれを形成するための材料（またはセル表面と接する各電気コネクタセグメントの表面）は、各コネクタセグメントが接するセル表面材料の約０．８ｅＶ未満以内、またはより好ましくは約０．５ｅＶ未満以内の同程度の仕事関数値を有する金属材料から選択される。好ましくは、第１および第２の電気コネクタセグメントのそれぞれを形成するための材料（またはより具体的にはセル表面と接する各電気コネクタセグメントの表面）は、互いの約０．８ｅＶ未満以内、またはより好ましくは約０．５ｅＶ未満以内の同程度の仕事関数値を有する金属材料から選択される。セル表面と電気コネクタセグメントの表面の間の大きい接触面積、およびそれによるより低い初期接触抵抗を形成するためには、各電気コネクタセグメントの硬度が相対的に低くなるように材料が選択されることがさらに望ましい。例えば、前記上部接触層と接する前記第１の電気コネクタの材料は、約３００ＭＰａ以下（ビッカース硬度計で）である。上部接触層と接する第２の電気コネクタの材料は、約６００ＭＰａ以下またはより好ましくは３００ＭＰａ以下である。同様に、各コネクタセグメントが接するセル表面材料（上部接触層および裏側基板）の硬度が約６００ＭＰａ以下、または３００ＭＰａ以下にでもなるように材料が選択されるのが望ましい。 As discussed herein, the surface of the electrical connector (first electrical connector segment) that contacts the upper contact layer of the cell is the surface of the electrical connector (second electrical connector segment) that contacts the back substrate of the cell. When electrical connector segments are formed and applied to have different compositions, the performance of the cell or module under environmental stresses such as moist heating, dry heating or thermal cycling is enhanced. Preferably, the material for forming each of the first and second electrical connector segments (or the surface of each electrical connector segment that contacts the cell surface) is less than about 0.8 eV of the cell surface material that each connector segment contacts. Or more preferably selected from metallic materials having comparable work function values within about 0.5 eV. Preferably, the material for forming each of the first and second electrical connector segments (or more specifically the surface of each electrical connector segment in contact with the cell surface) is within less than about 0.8 eV of each other, or More preferably, it is selected from metallic materials having comparable work function values within about 0.5 eV. In order to form a large contact area between the cell surface and the surface of the electrical connector segment, and thereby a lower initial contact resistance, the material should be selected such that the hardness of each electrical connector segment is relatively low. Is more desirable. For example, the material of the first electrical connector in contact with the upper contact layer is about 300 MPa or less (with a Vickers hardness meter). The material of the second electrical connector in contact with the upper contact layer is about 600 MPa or less, or more preferably 300 MPa or less. Similarly, it is desirable that the material be selected so that the hardness of the cell surface material (upper contact layer and backside substrate) with which each connector segment contacts is about 600 MPa or less, or 300 MPa or less.
低い硬度値および同程度の仕事関数値に基づく材料の選択に加えて、また、電気コネクタセグメントの電極電位が互いの約０．６５Ｖ以下内に、より好ましくは約０．３０Ｖ以下内にあることが望ましい（２５℃での電極電位、および０の標準水素電極電位に基づいて）。また、各コネクタセグメントが接するセル表面材料の電極電位（上部接触層または裏側基板）と比較して、各電気コネクタセグメントの電極電位が、約０．６５Ｖ以下内に、より好ましくは約０．３０Ｖ以下内になるように材料が選択されることが望ましい。電極電位の類似性は、セル表面と電気コネクタセグメントの間の腐食相互作用を減らすように働く。 In addition to selecting materials based on low hardness values and comparable work function values, the electrode potentials of the electrical connector segments should also be within about 0.65V or less, more preferably within about 0.30V or less of each other. Is desirable (based on an electrode potential at 25 ° C. and a standard hydrogen electrode potential of 0). In addition, the electrode potential of each electrical connector segment is within about 0.65 V or less, more preferably about 0.30 V compared to the electrode potential (upper contact layer or back substrate) of the cell surface material with which each connector segment is in contact. It is desirable that the material be selected so that it is within the following. The similarity in electrode potential serves to reduce the corrosion interaction between the cell surface and the electrical connector segment.
硬度が低い導電性材料は、セル表面と電気コネクタセグメントの表面の間の大きい接触面積、およびそれによるより低い初期接触抵抗を提供することによって改善された機能を実証する。さらにこの低下した接触抵抗はセル内により高い初期電力を生み出す。改善された機能はまた、同程度の電極電位値を有する相違する電気コネクタセグメント材料の使用から認められる。さらに、改善された機能は、各電気コネクタセグメントが接するセル表面の電極電位値と同程度である電極電位値を有する電気コネクタセグメント材料の使用から認められる。そのような材料は、スズ、銀、銅およびその組み合わせを含んでよいがこれらに限定されない。１つまたは複数の電気コネクタセグメントを形成するための好ましい１つの材料は、スズ被膜を有する銅コア材料であってもよい。 The low hardness conductive material demonstrates improved function by providing a large contact area between the cell surface and the surface of the electrical connector segment and thereby a lower initial contact resistance. Furthermore, this reduced contact resistance produces higher initial power within the cell. Improved functionality is also observed from the use of different electrical connector segment materials having similar electrode potential values. In addition, improved functionality is observed from the use of electrical connector segment materials having electrode potential values that are comparable to the electrode potential values on the cell surface with which each electrical connector segment contacts. Such materials may include, but are not limited to tin, silver, copper and combinations thereof. One preferred material for forming one or more electrical connector segments may be a copper core material having a tin coating.
光起電力物品は、幾つかの機能を実施することができる任意選択の封止剤層をさらに含んでもよいことが企図される。例えば、モジュールの隣接する層を一緒に保持するのを助ける結合メカニズムとして、封止剤層は役立つことができる。そのような封止剤層の使用は、伝統的に、封止剤がコネクタの真下に流れ、それによってコネクタとセル表面の間の接触面積を減らす恐れがあるという接続問題を提示し得る。しかし、本明細書において教示されるように、電気コネクタセグメントの使用において、電気コネクタ表面とセル表面の間で形成された電気接触は、コネクタとセル表面の間の封止剤の流れを実質的に阻止する。 It is contemplated that the photovoltaic article may further comprise an optional sealant layer that can perform several functions. For example, the sealant layer can serve as a bonding mechanism that helps hold adjacent layers of the module together. The use of such a sealant layer can traditionally present a connection problem where the sealant can flow directly under the connector, thereby reducing the contact area between the connector and the cell surface. However, as taught herein, in the use of an electrical connector segment, the electrical contact formed between the electrical connector surface and the cell surface substantially reduces the flow of sealant between the connector and the cell surface. To stop.
追加の前側および裏側障壁層も使用されてもよい。前側障壁は透明または半透明材料から選択しなければならない。これらの材料は相対的に剛直でも可撓性であってもよい。ガラスは、湿気、衝撃などから活性セル部材を保護する、前側の環境障壁として非常に有用である。高分子膜材料を含んでもよい可撓性の障壁も用いることができる。裏側障壁または裏板も使用されてもよい。これは、好ましくは、可撓性材料（例えば薄い高分子膜、金属箔、多層膜、またはゴムシート）で構築される。好ましい実施形態において、裏板材料は、湿気不浸透性で、また、約０．０５ｍｍから１０．０ｍｍ、より好ましくは約０．１ｍｍから４．０ｍｍ、最も好ましくは約０．２ｍｍから０．８ｍｍの厚さの範囲であってもよい。他の物理的特性は以下を含んでもよい：約２０％以上の破断時の伸び（ＡＳＴＭ Ｄ８８２によって測定して）；約２５ＭＰａ以上の引張強度（ＡＳＴＭ Ｄ８８２によって測定して）；および約７０ｋＮ／ｍ以上の引裂強度（グレーヴス法を用いて測定して）。好ましい材料の例には、ガラス板、アルミ箔、テドラー（登録商標）（デュポンの商標）またはその組み合わせが含まれる。裏板の下に連結して位置する補足の障壁板も用いられてもよい。補足の障壁は、Ｐｒｏｔｅｋｔ（登録商標）（Ｍａｄｉｃｏ社、ウォーバーン、ＭＡから入手可能）などの複合材料であってもよい。補足の障壁板は、光起電力装置がさらされる構造の何らかの特色（例えば、平屋根の不規則性（屋根ふきＢＩＰＶ製品の場合）、突起物など）によって引き起こされることがある環境条件および物理的な損傷から上記層を保護する障壁として働くことができる。これは任意選択の層であり必要でないこともあることが企図される。代替として、保護層は、構造的および環境的（例えば風）負荷の下で追加の屋根ふき機能を提供するためにより剛直な材料で構成することができる。追加の剛性はまた、光起電力装置の熱膨張係数を改善し、温度変動中に所望の寸法を維持するために望ましいことがある。構造特性のための保護層材料の例は、ポリオレフィン、ポリエステルアミド、ポリスルホン、アセタール、アクリル酸、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ポリカルボナート、フェノール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタラート、エポキシなどの高分子材料を含み、ガラスおよび無機充填複合体またはその任意の組み合わせを含む。 Additional front and back side barrier layers may also be used. The front barrier must be selected from transparent or translucent materials. These materials may be relatively rigid or flexible. Glass is very useful as a frontal environmental barrier that protects the active cell member from moisture, impact, and the like. A flexible barrier that may include a polymeric membrane material can also be used. A backside barrier or backplate may also be used. This is preferably constructed of a flexible material such as a thin polymer film, metal foil, multilayer film or rubber sheet. In preferred embodiments, the backing material is moisture impervious and is also about 0.05 mm to 10.0 mm, more preferably about 0.1 mm to 4.0 mm, and most preferably about 0.2 mm to 0.8 mm. The thickness may be within a range. Other physical properties may include: about 20% or greater elongation at break (measured according to ASTM D882); tensile strength above about 25 MPa (measured according to ASTM D882); and about 70 kN / m. Above tear strength (measured using Graves method). Examples of preferred materials include glass plates, aluminum foil, Tedlar® (DuPont trademark) or combinations thereof. A supplemental barrier plate located under the back plate may also be used. The supplemental barrier may be a composite material such as Protekt® (available from Madico, Woburn, MA). Supplemental barrier plates are environmental conditions and physical properties that may be caused by some characteristic of the structure to which the photovoltaic device is exposed (eg, flat roof irregularities (for roofing BIPV products), protrusions, etc.) Can act as a barrier to protect the layer from serious damage. It is contemplated that this is an optional layer and may not be necessary. Alternatively, the protective layer can be constructed of a more rigid material to provide additional roofing functions under structural and environmental (eg, wind) loads. Additional stiffness may also be desirable to improve the thermal expansion coefficient of the photovoltaic device and maintain the desired dimensions during temperature fluctuations. Examples of protective layer materials for structural properties include polyolefins, polyester amides, polysulfones, acetals, acrylic acid, polyvinyl chloride, nylon, polycarbonate, phenols, polyetheretherketone, polyethylene terephthalate, epoxy and other polymers Including materials, including glass and inorganic filled composites or any combination thereof.
以下に論じる図は、本明細書において教示される光起電力セルと電気コネクタセグメントの位置およびその間の接触への言及を含む。図に示し以下に論じる部材間の接触の考察は、直接的な接触であってもよいが、さもなければ、光起電力セルにおける、および光起電力セルの中の所望の電気接続を形成するのに必要である接着剤、はんだ、被膜または他の材料を含んでもよい光起電力装置において一般に使用される１つまたは複数の層を介する間接的な接触であってもよいということが留意されなければならない。 The figures discussed below include references to photovoltaic cell and electrical connector segment locations and contacts therebetween as taught herein. The contact considerations between the members shown in the figures and discussed below may be direct contact, or otherwise form the desired electrical connection in and within the photovoltaic cell. It is noted that it may be an indirect contact through one or more layers commonly used in photovoltaic devices that may include adhesives, solders, coatings or other materials that are necessary for There must be.
図１は、２つの隣接する光起電力セル１０、１２を示す、本教示による例示の物品の断面図を示す。第１のセル１０はベース基板１４と平面接触して位置する。上部接触層１８は第１のセル上に形成することができ、第１の電気コネクタセグメント２２は上部接触層上に位置することができる。第２のセル１２はまた、基板１６上に位置し、第２のセル１２の裏側電極を形成し、第１のセルを受けるための基板１４と実質的に材料が同種であってもよい。上部接触層２０は、第２のセルに接して位置し、第１のセル上に位置する上部接触層１８と実質的に同種でもよい。第２の電気コネクタセグメント２４は第２のセルの基板１６に接して位置する。第１および第２の電気コネクタセグメント２２、２４は、互いに隣接して位置し、電気コネクタセグメントのそれぞれの末端縁３０、３２に沿って互いに接続されている。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an exemplary article according to the present teachings, showing two adjacent
例えば図２に示すように、第１および第２の電気コネクタセグメント２２、２４は、それぞれ、第１の表面３４、３８（第１の材料層を含む）および第２の表面３６、４０（第１の材料層と異種の第２の材料層を含む）で形成され、それによって各第１の表面は、各第２の表面と平面接触して位置する。このようにして、第１の電気コネクタセグメント２２の第２の表面３６は、第１のセル１０の上部接触層１８と平面接触して位置し、第２の電気コネクタセグメント２４の第１の表面３８は、第２のセル１２の基板（例えば、裏側電極を形成するための裏側基板）１６と平面接触して位置する。図３は、第１および第２の電気コネクタセグメントが異種の被覆材料で形成される構成を描く。より具体的には、第１の電気コネクタセグメント２２は、第１の表面３４および反対側の第２の表面３６を含む。第１の表面および反対側の第２の表面の両方は、第１の被覆材料２６で形成され、第２の表面の被覆材料は、第１のセルの上部接触層１８に接して位置する。第２の電気コネクタセグメント２４はまた、第１の表面３８および反対側の第２の表面４０を含み、第１の表面および反対側の第２の表面は、第２の被覆材料２８で形成される。第１の表面３８を形成する第２の被覆材料は、第２のセルの裏側基板１６に接して位置する。
For example, as shown in FIG. 2, the first and second
例えば図４に示すように、第１の電気コネクタセグメント２２は、第１の表面３４および反対側の第２の表面３６を含み、第１の被覆材料２６は、第１の電気コネクタセグメントを形成するための第２の反対面上に位置する。第２の被覆材料２８は、第１の電気コネクタセグメントの第１の表面上に位置する。第１の被覆材料２６はまた、第２の電気コネクタセグメントの第２の反対面４０上に延在し、第２の被覆材料２８は、第２の電気コネクタセグメントを形成するための第１の表面３８上に延在する。このようにして、第１の電気コネクタセグメントを形成する第１の被覆材料２６は、上部接触層１８と接して位置し、第２の電気コネクタセグメントを形成する第２の被覆材料２８は、裏側基板１６に接して位置する。図５は、第１の電気コネクタセグメントを形成するための第２の反対面３６に接して位置する第１の被覆材料２６を有する例示の装置を描く。第１の被覆材料２６も、第２の電気コネクタセグメントの第２の反対面４０上に位置することができる。第２の被覆材料２８は、第２の被覆材料が裏側基板１６と接するように、第２の電気コネクタセグメントを形成するための第１の表面３８に接して位置する。
For example, as shown in FIG. 4, the first
上記出願で記述した数値は、任意の下側値と任意の上側値との間が少なくとも２単位離れていることを条件として、下側値から上側値までの全数値を１単位の増分で包含する。例として、部材の量またはプロセス変数（例えば温度、圧力、時間等）の値、例えば１〜９０、好ましくは２０〜８０、より好ましくは３０〜７０が記載される場合、１５〜８５、２２〜６８、４３〜５１、３０〜３２等の値が本明細書で明白に列挙されることを意図する。１未満である値については、１単位は、０．０００１、０．００１、０．０１または０．１と適宜考えられる。これらは具体的に意図されるものの例に過ぎず、列挙される下限値と上限値との間の数値の全ての可能な組み合わせが本出願において同様の様式で明白に記載されていると考えるべきである。他に明示しない限り、範囲は全て、両端点および端点間の全ての数を包含する。範囲に関する「約」または「およそ」の使用は、その範囲の両端に当てはまる。したがって、「約２０〜３０」は、「約２０〜約３０」（少なくとも特定された端点を含む）を網羅することを意図する。組み合わせを記載するための用語「本質的に・・からなる」は、特定された要素、含有成分、部材またはステップ、ならびに組み合わせの基本的および新規な特徴に物質的に作用しないような他の要素、含有成分、部材またはステップを包含するものとする。本明細書において要素、含有成分、部材またはステップの組み合わせを記載するための用語「含む（”ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”または”ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ”）」の使用は、本質的に該要素、含有成分、部材またはステップからなる実施形態も企図する。複数の要素、含有成分、部材またはステップは、単一の統合された要素、含有成分、部材またはステップによって与えることができる。代替として、単一の統合された要素、含有成分、部材またはステップは、別個の複数の要素、含有成分、部材またはステップに分割できる。要素、含有成分、部材またはステップを記載ための”ａ”または”ｏｎｅ”の開示は、追加の要素、含有成分、部材またはステップの排除を意図しない。 The numerical values described in the above application include all numerical values from the lower value to the upper value in increments of one unit, provided that there is at least 2 units between any lower value and any upper value To do. By way of example, when the quantity of a member or the value of a process variable (e.g. temperature, pressure, time, etc.) is described, e.g. Values such as 68, 43-51, 30-32, etc. are intended to be explicitly listed herein. For values less than 1, one unit is considered to be 0.0001, 0.001, 0.01 or 0.1 as appropriate. These are only examples of what is specifically intended, and all possible combinations of numerical values between the lower and upper limits listed should be considered explicitly described in a similar manner in this application. It is. Unless otherwise stated, all ranges include all numbers between endpoints and endpoints. Use of “about” or “approximately” with respect to a range applies to both ends of the range. Thus, “about 20-30” is intended to cover “about 20 to about 30” (including at least the specified endpoints). The term “consisting essentially of” for describing a combination refers to the identified elements, ingredients, components or steps, and other elements that do not materially affect the basic and novel characteristics of the combination. , Containing ingredients, members or steps. As used herein, the use of the term “comprising” or “including” to describe a combination of an element, ingredient, member or step consists essentially of the element, ingredient, member or step. Embodiments are also contemplated. Multiple elements, components, members or steps can be provided by a single integrated element, component, member or step. Alternatively, a single integrated element, component, member or step can be divided into separate multiple elements, components, members or steps. The disclosure of “a” or “one” to describe an element, component, member or step is not intended to exclude an additional element, component, member or step.
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